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Optimizing colloidal dispersity of magnetic nanoparticles based on magnetic separation with magnetic nanowires array

时间:2014-09-29作者:孙剑飞点击:

 谨以此文庆祝国庆!

磁性纳米颗粒已在生物医学中得到广泛的应用,因此如何控制磁性纳米颗粒胶体溶液的分散性就越来越成为一个重要的问题。由于内禀的磁相互作用,水相中的磁性纳米颗粒往往会形成无规则的团聚体,使得胶体分散性较差,难于控制。利用磁性纳米颗粒在磁场下的受力,我们提出了利用外加高梯度磁场调控磁性纳米颗粒胶体溶液分散性的设想。外加磁场会破坏原有的颗粒分散性平衡状态,从溶液中分离掉较大的颗粒或者颗粒团簇,同时也会使得溶液中原本较小的颗粒重新聚集形成大的聚集体。通过这种分离-补偿机制,磁性纳米颗粒胶体溶液会重新达到一个分散性的平衡,但此时新的分散性受到外场控制,具有可控性。若颗粒间具有很弱的相互作用,使得小颗粒不能重新聚集为大颗粒,则外加磁场可以实现尺寸的优化,使得胶体尺寸向小尺寸方向偏移。

本文创新点在于使用了磁化磁性纳米线阵列作为分离器件,产生高梯度磁场,从而可以实现在较弱的外加磁场下分离纳米尺度颗粒的目的。分散在有机相和水相中的纳米颗粒实验结果证实了我们的前述猜想。我们相信这种新方法有可能对磁性纳米颗粒在实际使用中的可控性研究中提供新的思路和参考。

Jianfei Sun, Miaomiao He, Xuan Liu, Ning Gu, Optimizing colloidal dispersity of magnetic nanoparticles based on magnetic separation with magnetic nanowires array http://link.springer.com/article/10.1007/s00339-014-8758-8

图一 待分离的分散在有机相中的不同尺寸混合的磁性纳米颗粒TEM照片(a)和DLS表征(b),经过不同场强分离后的DLS检测结果(c-f)及分离后磁性纳米线阵列吸附磁性纳米颗粒的SEM照片(g

图二 水相中的磁性纳米颗粒TEM照片(a)和DLS表征(b)及不同场强分离后的DLS检测结果(c-e